اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS): تفاوت در چیست؟

فناوری بلاک‌ چین به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین نوآوری‌های قرن بیست‌ویکم، بر پایه الگوریتم‌های اجماعی بنا شده است که وظیفه دارند امنیت، صحت و شفافیت شبکه را تضمین کنند. دو الگوریتم اصلی و شناخته‌شده در این حوزه، اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) هستند. این دو مکانیزم نقش حیاتی در نحوه تأیید تراکنش‌ها، ایجاد بلاک‌های جدید و حفظ یکپارچگی داده‌ها دارند. گفتنی است، شناخت تفاوت PoW و PoS برای سرمایه‌گذاران، توسعه‌دهندگان و حتی کاربران معمولی رمزارزها اهمیت زیادی دارد، زیرا هر شبکه بسته به نیاز خود یکی از این مدل‌ها را برمی‌گزیند.

مفهوم اثبات کار  (Proof of Work)

اثبات کار نخستین مکانیزم اجماع در دنیای رمزارزهاست که با تولد بیت ‌کوین (BTC) در سال ۲۰۰۹ به جهان معرفی شد. در این سیستم، ماینرها یا استخراج‌کنندگان برای تأیید تراکنش‌ها و افزودن بلاک جدید به زنجیره باید مسائل ریاضی بسیار پیچیده‌ای را حل کنند. این فرآیند نیازمند دستگاه‌های سخت‌افزاری قدرتمند مانند ASIC و GPU است که توان پردازشی بالایی دارند.

در همین حال، در ازای حل موفق مسئله، ماینر پاداشی به‌صورت ارز دیجیتال شبکه دریافت می‌کند. همین پاداش انگیزه‌ای برای تداوم مشارکت در شبکه ایجاد می‌کند. گفتنی است، اثبات کار باعث می‌شود که حمله به شبکه از نظر اقتصادی غیرممکن یا بسیار پرهزینه باشد، زیرا نیازمند صرف انرژی و توان محاسباتی عظیمی است. با وجود این، یکی از اصلی‌ترین ایرادهای PoW، مصرف بسیار زیاد برق و آثار زیست‌محیطی آن است که باعث شده تا بسیاری از پروژه‌ها به‌دنبال جایگزین‌های بهینه‌تر باشند.

مفهوم اثبات سهام (Proof of Stock)

اثبات سهام به‌عنوان جایگزینی برای PoW معرفی شد تا مشکلات انرژی و هزینه‌ای را برطرف کند. در این روش، افراد به‌جای استفاده از توان پردازشی، بخشی از ارز دیجیتال خود را به‌عنوان وثیقه یا سهام در شبکه قفل می‌کنند. اعتبارسنج‌ها (ولیدیتور) بر اساس مقدار سهام قفل‌شده و مدت‌زمان مشارکت، برای تأیید تراکنش‌ها انتخاب می‌شوند.

گفتنی است، در سیستم PoS، هرچه دارایی قفل‌شده بیشتر باشد، احتمال انتخاب اعتبارسنج برای ساخت بلاک جدید نیز افزایش می‌یابد. این مدل موجب صرفه‌جویی گسترده در انرژی می‌شود و نیاز به سخت‌افزارهای پیچیده را از میان برمی‌دارد. همچنین، سرعت تأیید تراکنش‌ها در اثبات سهام نسبت به اثبات کار بسیار بیشتر است. شبکه‌هایی مانند کاردانو (ADA)، سولانا (SOL) و اتریوم (ETH) پس از مهاجرت از PoW به PoS، توانستند عملکرد سریع‌تر و سازگارتر با محیط زیست ارائه دهند. در همین حال، تفاوت PoW و PoS در ساختار بنیادی اعتماد است. در Proof of Work، امنیت با کار فیزیکی و مصرف انرژی تأمین می‌شود، اما در PoS، امنیت بر پایه مالکیت و منافع مالی شرکت‌کنندگان استوار است.

مزایا و معایب اثبات کار

اثبات کار مزایای چشمگیری دارد که مهم‌ترین آن امنیت بالا و مقاومت در برابر حملات سایبری است. برای مثال، شبکه بیت‌ کوین در طول بیش از یک دهه فعالیت، هیچ‌گاه مورد نفوذ قرار نگرفته است. این موضوع نشان می‌دهد که PoW از نظر امنیتی بسیار قابل اعتماد است. اما این مدل بدون ایراد نیست. استخراج ارزهای دیجیتال در اثبات کار نیاز به برق فراوان و سخت‌افزار قدرتمند دارد که برای افراد عادی مقرون‌به‌صرفه نیست. علاوه بر این، تمرکز قدرت در دست مزارع استخراج بزرگ باعث کاهش تمرکززدایی واقعی شبکه می‌شود. از سوی دیگر، افزایش سختی استخراج موجب کاهش بهره‌وری و فشار بر منابع طبیعی می‌شود. بنابراین، گرایش به سمت مدل‌هایی مانند PoS افزایش یافته است که مصرف انرژی بسیار کمتری دارند.

مزایا و معایب اثبات سهام

اثبات سهام بسیاری از مشکلات PoW را حل کرده است. مهم‌ترین مزیت PoS، کاهش شدید مصرف انرژی است، زیرا دیگر نیازی به حل معادلات پیچیده وجود ندارد. علاوه بر این، مشارکت در شبکه تنها با داشتن مقدار مشخصی از رمزارز امکان‌پذیر بوده و نیازی به تجهیزات گران نیست. از طرفی، سرعت تأیید تراکنش‌ها در PoS بسیار بالاست و مقیاس‌پذیری (Scalability) شبکه نیز بهبود می‌یابد. بااین‌حال، خطر تمرکز سرمایه وجود دارد؛ افرادی که رمزارز بیشتری دارند، می‌توانند سهم بیشتری در تصمیم‌گیری شبکه به‌دست آورند. برای مقابله با این چالش، مکانیزم‌هایی مانند ” اسلشینگ (Slashing) ” طراحی شده‌اند که در صورت رفتار مخرب یا غیرمسئولانه، بخشی از سهام فرد را از بین می‌برد.

در نتیجه، تفاوت PoW و PoS در میزان دموکراسی شبکه نیز محسوس است. اثبات کار به‌دلیل نیاز به تجهیزات، مشارکت را محدود می‌کند، در حالی که PoS فرصت حضور را برای طیف گسترده‌تری از کاربران فراهم می‌سازد.

نمونه‌های واقعی از PoW و PoS

بیت‌ کوین شناخته‌شده‌ترین نمونه از استفاده اثبات کار است. این شبکه با هزاران نود (NODE) در سراسر جهان، امنیت فوق‌العاده‌ای دارد. در مقابل، اتریوم پس از سال‌ها استفاده از PoW، در سال ۲۰۲۲ به اثبات سهام مهاجرت کرد تا مقیاس‌پذیری و پایداری انرژی خود را بهبود بخشد. در ادامه، شبکه‌های کاردانو، پولکادات (DOT)، سولانا و الگورند (ALGO) نیز از اثبات سهام بهره می‌برند. هر یک از این شبکه‌ها با تغییرات جزئی در مکانیزم PoS، تلاش کرده‌اند تا امنیت و کارایی را افزایش دهند. به‌عنوان مثال، در کاردانو از سیستم Ouroboros استفاده می‌شود که امنیت ریاضی اثبات‌شده دارد. در مقابل، BTC با وجود مصرف بالای انرژی، همچنان به‌عنوان امن‌ترین شبکه غیرمتمرکز جهان شناخته می‌شود.

تفاوت PoW و PoS در آینده بلاک‌چین

آینده بلاکچین احتمالاً ترکیبی از هر دو مدل خواهد بود. برخی پروژه‌ها از مکانیزم‌های هیبریدی استفاده می‌کنند تا مزایای هر دو را داشته باشند. برای مثال، شبکه‌هایی مانند دیکرید (DCR) از مدل دوگانه بهره می‌برند که در آن هم ماینرها و هم سهام‌داران در فرآیند اجماع شرکت می‌کنند.

همچنین، با افزایش دغدغه‌های زیست‌محیطی و نیاز به مقیاس‌پذیری، گرایش به PoS رو به افزایش است. اما اثبات کار هنوز به‌عنوان پایه‌ای مقاوم در برابر سانسور و تغییرات شناخته می‌شود. تفاوت PoW و Proof of Stock نه‌تنها در فناوری، بلکه در فلسفه طراحی شبکه‌ها است. PoW بر اساس تلاش و انرژی بنا شده، در حالی که اثبات سهام بر اعتماد، تعهد و مالکیت استوار است.

از طرفی، در آینده ممکن است ترکیب این دو مکانیزم، سیستم‌هایی بسازد که هم امن و هم پایدار باشند. پروژه‌های جدیدی نیز در حال آزمایش مدل‌هایی هستند که با حفظ امنیت اثبات کار، مصرف انرژی PoS را نیز کاهش دهند. این روند می‌تواند نقطه عطفی در توسعه پایدار بلاک‌چین باشد.

نتیجه‌گیری

اثبات کار و اثبات سهام دو ستون اصلی دنیای بلاک‌چین محسوب می‌شوند. اثبات کار با امنیت بالا و مقاومت در برابر حملات شناخته می‌شود، در حالی که اثبات سهام با مصرف کم انرژی و سرعت بالا جایگاه ویژه‌ای یافته است. تفاوت PoW و PoS فراتر از جزئیات فنی است و بیانگر دو نگرش متفاوت به اعتماد و مشارکت در شبکه‌های غیرمتمرکز است.

در نهایت، انتخاب بین PoW و PoS بستگی به اولویت‌های شبکه دارد. اگر امنیت مطلق در اولویت باشد، Proof of Work انتخاب مناسبی است. اما اگر سرعت، کارایی و سازگاری با محیط‌زیست اهمیت بیشتری داشته باشد، اثبات سهام گزینه برتر خواهد بود. هر دو الگوریتم نقش حیاتی در شکل‌دهی آینده فناوری مالی دارند و شناخت تفاوت‌های آن‌ها به تصمیم‌گیری آگاهانه کاربران و سرمایه‌گذاران کمک می‌کند.

پرسش‌های متداول